CN109357288A - 能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器及动力驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器，包括依次连接的喷注器、火焰筒、拉瓦尔喷管，所述喷注器的一侧设有燃料入口管、污水入口管、液氧入口管，另一侧设有对准火焰筒内的燃料喷管、污水喷管、液氧喷管，本发明还提供一种采用该火箭发动机燃烧器的动力驱动装置。本发明的有益效果：通过燃烧气化后污水的方式处理复杂组分的污水，可以有效降低污水处理成本，提高污水处理的效率。

Description

能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器及动力驱动装置

技术领域

本发明涉及一种污水处理装置，尤其涉及的是能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器及动力驱动装置。

背景技术

现有污水处理多采用化学沉淀、活性炭吸附、反渗透压过滤、蒸馏、电透析等技术，这些处理技术各有优缺点，但都只能处理一少部分杂质，对于处理复杂组分污水的能力有限，比如同时存在有机物、微生物、沙砾及胶状物等复杂工质的工业污水不能仅使用一种污水处理技术，而多种污水处理技术的组合及循环使得污水处理成本过高、且效率偏低。

现有技术中，如申请号为：201810303033.1，公开了一种大型化工污水处理装置，包括第一净化池装置，所述第一净化池装置外部侧表面设有第二净化装置，所述第二净化装置外部侧表面设有第三净化装置，所述第三净化装置外部侧表面设有控制装置。但其设备复杂，成本较高；

又如，申请号为：201810368189.8，公开了一种光催化污水处理设备，包括污水预处理装置、污水过滤装置、驱动控制装置、光催化箱组件、左支架组件和右支架组件，所述污水预处理装置固定连接在右支架组件上，污水预处理装置的下端连接并连通污水过滤装置；所述污水过滤装置的左端转动配合连接在左支架组件的上端；所述污水过滤装置的右端转动配合连接在右支架组件的中端；所述污水过滤装置的右端连接驱动控制装置；所述驱动控制装置固定连接在右支架组件上，驱动控制装置的上端连接污水预处理装置；本发明可以对污水进行大体积杂质过滤处理、细微固体杂质凝聚过滤处理以及光催化处理，并且可以对过滤出的固体杂质进行同步的收集，处理效果较好；但其无法对有机物、可溶性盐等无法处理。

因此，现有的污水处理方法，大部分只能选择性处理，不能进行彻底的净化，也无法实现复杂组分的污水处理，若想要处理复杂组分的需要多道净化，则需要多重设备，处理成本变高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种解决上述背景技术中处理复杂组分污水不彻底、及处理设备成本高的能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器及动力驱动装置。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本发明能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器，包括依次连接的喷注器、火焰筒、拉瓦尔喷管，所述喷注器的一侧设有燃料入口管、污水入口管、液氧入口管，另一侧设有对准火焰筒内的燃料喷管、污水喷管、液氧喷管。

优选的，所述喷注器包括三个层叠在一起的燃料层、污水层、液氧层，燃料层、污水层、液氧层的内部均为空腔，燃料入口管设置在燃料层的空腔一侧，另一侧设有燃料喷管，污水入口管设置在污水层的空腔的一侧，另一侧设有污水喷管，液氧入口管设置在液氧层的空腔的一侧，另一侧设有液氧喷管。

优选的，所述火焰筒为直管式结构，所述火焰筒包括多个能够拆卸连接的分筒，相邻分筒之间采用法兰连接。

优选的，所述分筒包括外壁、内壁，外壁与内壁之间构成储水腔室，外壁设有第一进水管，内壁设有气膜孔。

优选的，所述外壁为两个半圆形结构对接而成。

优选的，所述拉瓦尔喷管为变直径管式结构，所述拉瓦尔喷管包括多个能够拆卸连接的分管，相邻分管之间采用法兰连接。

优选的，所述分管包括外层、内层，外层与内层之间构成储水腔室，外层设有第二进水管，内层设有气膜孔。

优选的，所述外层由两个镜像的结构对接而成。

优选的，所述气膜孔的直径小于等于1mm。

本发明还提供一种采用能够处理复杂组分的燃烧器及动力驱动装置，动力驱动装置包括壳体、火箭发动机燃烧器、控制器、燃料输送泵组总成、液氧输送泵组总成、污水输送泵组总成，火箭发动机燃烧器设置在壳体内部的尾端，燃料输送泵组总成、液氧输送泵组总成、污水输送泵组总成依次排列在壳体内部的中段，并分别通过燃料入口管、液氧入口管、污水入口管与燃烧器相连，控制器设置在头端，并与燃料输送泵组总成、液氧输送泵组总成、污水输送泵组总成电控相连。

本发明相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明采用燃烧气化后污水的方式处理复杂组分的污水，且燃烧器采用的是火箭发动机燃烧器，其结构简单，不仅可以有效降低污水处理成本，还能够提高污水处理的效率，燃烧的方式更能彻底的处理复杂组分的污水；

(2)火焰筒及拉瓦尔喷管是由分段连接的换热结构组成，分段式的结构，一方面有利于外壁冷却水压力的均匀分布，另一方面，由于内部延火焰方向温度分布不同，可根据温度分布将燃烧管壁分为高温区及次高温区，高温区外管壁寿命更小，从而到达寿命后只需更换此高温区的燃烧管，从维修维护角度燃烧室的更换成本更低；

(3)管外可注入污水进行换热，且管内会有大量水及水蒸气从内壁的气膜孔流出，形成冷却水膜，可降低火焰筒及喷管管壁的温度，延长其实用寿命；

(4)燃料入口管、污水入口管、液氧入口管、第一进水管、第二进水管上均设有压力调节阀，进而根据硫和氮元素占污水的质量百分比来调整污水及燃料的比例，从而使得硫及氮氧化物的排放量被控制在标准范围之内。

附图说明

图1是本发明实施例能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器的结构示意图；

图2是喷注器的爆炸示意图；

图3是喷注器与部分火焰筒爆炸示意图；

图4是动力驱动装置的结构示意图。

图中标号：喷注器1、燃料层11、燃料入口管111、燃料喷管112、污水层12、污水入口管121、污水喷管122、液氧层13、液氧入口管131、液氧喷管132、火焰筒2、分筒21、外壁211、内壁212、第一进水管2111，气膜孔2121、拉瓦尔喷管3、分管31、外层311、内层312、第二进水管3111、

壳体4、控制器5、燃料输送泵组总成6、燃料箱61、第一泵62、第一电池63、液氧输送泵组总成7、液氧箱71、第二泵72、第二电池73、污水输送泵组总成8、污水箱81、第三泵82、第三电池83。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器及火箭发动机，包括依次连接的喷注器1、火焰筒2、拉瓦尔喷管3，所述喷注器1的一侧设有燃料入口管111、污水入口管121、液氧入口管131，另一侧设有对准火焰筒2内的燃料喷管112、污水喷管122、液氧喷管132。

如图2所示，所述喷注器1包括三个层叠在一起的燃料层11、污水层12、液氧层13，燃料层11、污水层12、液氧层13的内部均为空腔，燃料入口111管设置在燃料层11的空腔一侧，另一侧设有燃料喷管112，污水入口管121设置在污水层12的空腔的一侧，另一侧设有污水喷管122，液氧入口管131设置在液氧层13的空腔的一侧，另一侧设有液氧喷管132。具体的，如图中由左往右，第一个夹层为喷注液化天然气(LNG)，第二个夹层为喷注污水，第三个夹层为喷注液氧，每个夹层为不同口径的喷管，并且每层的水腔会避开其它层的喷管，所有的喷管对准火焰筒2内部。

如图3所示，所述火焰筒2为直管式结构，所述火焰筒2包括多个能够拆卸连接的分筒21，相邻分筒21之间采用法兰连接，每一个分筒21包括外壁211、内壁212，外壁与内壁之间构成储水腔室，外壁设有第一进水管2111，所述第一进水管2111上设有压力调节阀。内壁设有气膜孔2121，其中每个分筒21的外壁均为两个半圆形结构对接而成。

所述拉瓦尔喷管3为变直径管式结构，所述拉瓦尔喷管3包括多个能够拆卸连接的分管31，相邻分管31之间采用法兰连接，每一个分管31包括外层311、内层312，外层与内层之间构成储水腔室，外层设有第二进水管3111，第二进水管3111上设有压力调节阀，内层312设有气膜孔2121，其中每个分管31的外层均为两个镜像的结构对接而成，因拉瓦尔喷管3为变直径的关系，每一个分管31的形态不同，但结构组成相同。

本发明中的火焰筒2、拉瓦尔喷管3均采用分段式连接，若需更换，无需废弃整个装置，只需更换损坏的分筒21或者分管31，降低了成本。

本实施例中，所述气膜孔2121的直径小于等于1mm，水或者水蒸气可以通过气膜孔2121从内外壁或内外层形成的储水腔室流入燃烧室。

所述火焰筒2内部设有点火装置22，用于燃气点火。

燃料入口管111、污水入口管121、液氧入口管131均设有压力调节阀，可通过压力控制来调节每段的水量，可根据尾气成分调节污水与燃料的比重，使得尾气中硫及氮氧化物的排放量被控制在标准范围之内。

如图4所示，本发明还提供一种采用能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器及动力驱动装置，动力驱动装置包括壳体4、火箭发动机燃烧器、控制器5、燃料输送泵组总成6、液氧输送泵组总成7、污水输送泵组总成8，燃烧室设置在壳体4内部的尾端，燃料输送泵组总成6、液氧输送泵组总成7、污水输送泵组总成8依次排列在壳体内部的中段，并分别通过燃料入口管111、液氧入口管121、污水入口管131与燃烧器相连，控制器5设置在头端，并与燃料输送泵组总成6、液氧输送泵组总成7、污水输送泵组总成8电控相连，该控制器5为现有技术中产品，如PLC控制器，旨在控制燃料输送泵组总成6、液氧输送泵组总成7、污水输送泵组总成8的工作状态。

燃料输送泵组总成6包括燃料箱61、设置在燃料入口管111上的第一泵62以及驱动第一泵62运转的第一电池63；液氧输送泵组总成7包括液氧箱71、设置在液氧入口管121上的第二泵72以及驱动第二泵72运转的第二电池73；污水输送泵组总成8包括污水箱81、设置在污水入口管131上的第三泵82以及驱动第三泵82运转的第三电池83。

本发明处理污水更加高效、适用于处理含有复杂组分的污水。其原理是将污水参与到燃烧过程中，利用燃烧产生的高温，将水气化为过热蒸汽，并释放到大气中，从而使得水参与到自然的水循环过程，而污水中的多种复杂组分会参与燃烧或者以微小颗粒的形式排放致大气中，并沉降到地表。

污水中的杂质可分为无机盐、有机化合物以及各种微生物，可溶性盐会在水气化过程中析出，以颗粒物形式随尾气排出，污水中的有机化合物及微生物会参与燃烧反应，主要生成物为水和二氧化碳，并且尾气排放可根据硫和氮元素占污水的质量百分比来调整污水及燃料的比例，从而使得硫及氮氧化物的排放量被控制在标准范围之内。

水由液态到过热蒸汽的物理过程会吸收大量的热，从而火焰温度被大幅度降低，从而保证了燃烧器的使用寿命。

燃烧器应用的燃料主要为液化天然气及液氧，例如天然气、石油气等，也可添加石油、化工等工业生产过程中产生的可燃废气，从而进一步降低污水处理成本。

本发明可应用于石油开采过程的井液处理、生物医药及化工产业的复杂组分污水处理等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器，其特征在于，包括依次连接的喷注器、火焰筒、拉瓦尔喷管，所述喷注器的一侧设有燃料入口管、污水入口管、液氧入口管，另一侧设有对准火焰筒内的燃料喷管、污水喷管、液氧喷管。

2.根据权利要求1所述的能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器，其特征在于，所述喷注器包括三个层叠在一起的燃料层、污水层、液氧层，燃料层、污水层、液氧层的内部均为空腔，燃料入口管设置在燃料层的空腔一侧，另一侧设有燃料喷管，污水入口管设置在污水层的空腔的一侧，另一侧设有污水喷管，液氧入口管设置在液氧层的空腔的一侧，另一侧设有液氧喷管。

3.根据权利要求1所述的能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器，其特征在于，所述火焰筒为直管式结构，所述火焰筒包括多个能够拆卸连接的分筒，相邻分筒之间采用法兰连接。

4.根据权利要求3所述的能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器，其特征在于，所述分筒包括外壁、内壁，外壁与内壁之间构成储水腔室，外壁设有第一进水管，内壁设有气膜孔。

5.根据权利要求4所述的能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器，其特征在于，所述外壁为两个半圆形结构对接而成。

6.根据权利要求1所述的能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器，其特征在于，所述拉瓦尔喷管为变直径管式结构，所述拉瓦尔喷管包括多个能够拆卸连接的分管，相邻分管之间采用法兰连接。

7.根据权利要求6所述的能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器，其特征在于，所述分管包括外层、内层，外层与内层之间构成储水腔室，外层设有第二进水管，内层设有气膜孔。

8.根据权利要求7所述的能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器，其特征在于，所述外层由两个镜像的结构对接而成。

9.根据权利要求4或7所述的能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器，其特征在于，所述气膜孔的直径小于等于1mm。

10.一种采用上述权利要求1-9任一所述能够处理复杂组分的火箭发动机燃烧器的动力驱动装置，其特征在于，动力驱动装置包括壳体、火箭发动机燃烧器、控制器、燃料输送泵组总成、液氧输送泵组总成、污水输送泵组总成，火箭发动机燃烧器设置在壳体内部的尾端，燃料输送泵组总成、液氧输送泵组总成、污水输送泵组总成依次排列在壳体内部的中段，并分别通过燃料入口管、液氧入口管、污水入口管与燃烧器相连，控制器设置在头端，并与燃料输送泵组总成、液氧输送泵组总成、污水输送泵组总成电控相连。